1 Introduction 2 Le concept de la RDNIS - ITU · 2005-03-16 · 4 Rap. UIT-R BO.1227-2 ANNEXE 1 Système de transmission de RDNIS par satellite 1 Définition du module Les flux de

Rap. UIT-R BO.1227-2 1

RAPPORT UIT-R BO.1227-2

SYSTÈMES DE RADIODIFFUSION PAR SATELLITE POUR LARADIODIFFUSION NUMÉRIQUE À INTÉGRATION DE SERVICES

(Questions UIT-R 101/10 et UIT-R 101/11)

(1990-1994-1998)

Rap. UIT-R BO.1227-2

1 Introduction

Les progrès des techniques numériques – systèmes multimédia, télévision numérique, etc. – ont familiarisé le publicavec les appareils numériques grand public de haute qualité, fiables et faciles à utiliser. C'est pourquoi le public aévidemment souhaité voir la radiodiffusion numérique bénéficier de ces avantages. A cet égard, la radiodiffusionnumérique à intégration de services (RDNIS) permet de transmettre sur un canal de radiodiffusion unique desinformations variées, codées sous forme numérique et intégrées systématiquement.

Le présent Rapport expose le concept de base de la RDNIS ainsi que certains de ses principes techniques.

2 Le concept de la RDNIS

Dans la RDNIS, divers types d'informations – vidéo, audio, télétex, images fixes, télécopie, logiciel, télévision à hautedéfinition (TVHD), etc. – en provenance de diverses sources sont codées numériquement, systématiquement intégrées ettransmises sur un unique canal de radiodiffusion numérique. La numérisation dans la RDNIS permet non seulement unetransmission de haute qualité mais également offre une plus grande souplesse et efficacité d'exploitation. Il est ainsipossible de proposer des services multimédia et pour l'utilisateur de simplifier le choix de l'information et l'accès à cesinformations.

Il pourrait être possible à l'avenir d'intégrer dans la RDNIS tous les types de services de radiodiffusion existants ou encours de développement.

3 Possibilités de base

Il serait souhaitable que la RDNIS offre les possibilités suivantes ainsi regroupées.

3.1 Souplesse

– Multiplexage sur le même canal de transmission de nombreux types de signaux de la vidéo à débit élevé auxdonnées à faible débit.

– Transmission de signaux de service de débit différente.

– Libre organisation des services.

– Multiplexage des signaux sur la base de leur priorité.

– Choix de la qualité de service pour chaque récepteur.

3.2 Extension

– Introduction aisée des futurs nouveaux services.

– Pas d'obstacle à la venue de nouveaux radiodiffuseurs.

3.3 Interopérabilité

– Transcodage aisé des signaux provenant de divers systèmes de radiodiffusion numérique.

– Interconnexion facile avec d'autres systèmes (communication, multimédia, ordinateur, etc.).

– Multiplexage d'une grande variété de canaux de transmission avec une large gamme de capacités de transmission.

2 Rap. UIT-R BO.1227-2

3.4 Diffusion

– Excellente efficacité de diffusion.

– Bonne qualité de diffusion (élimination des erreurs dues au canal de transmission, etc.).

– Régénération d'une synchronisation stable.

– Faible temps de rétablissement après interruption.

– Transmission des signaux avec un faible retard.

3.5 Réception

– Choix aisé des programmes.

– Multiplexage et démultiplexage faciles des services.

– Affichage des composantes des signaux de manière synchrone.

– Etablissement de liens entre les services ou les composantes des signaux.

– Réduction du temps d'attente après le choix d'un canal.

– Utilisation d'un même récepteur pour tous les supports de transmission.

3.6 Accès conditionnel

– Introduction d'une gamme étendue d'applications à accès conditionnel.

3.7 Autres possibilités

– Faibles coûts d'exploitation pour les radiodiffuseurs.

– Circuits du récepteur simples et de coût modique.

4 Considérations techniques

4.1 Aspects relatifs à la diffusion

On estime que la radiodiffusion directe par satellite est un mode de diffusion efficace pour la RDNIS. Ce service faitappel à un canal à grande largeur de bande et actuellement dans certaines régions la quasi-totalité des bandes deradiodiffusion de Terre est occupée. Grâce aux émissions par satellite, on assurera de façon économique et sur des zonesétendues des services fiables et de haute qualité, ce qui est l'objectif de la RDNIS.

Les Annexes 1 et 2 contiennent une description d'un système de transmission de RDNIS par satellite et les résultats desmesures expérimentales faites sur ce système au Japon. Une comparaison entre des systèmes de transmission numériquemultiprogramme par satellite et le système RDNIS susmentionné est présentée dans l'Annexe 3.

4.2 Caractéristiques du système de transport de la RDNIS

Afin de disposer des possibilités mentionnées au § 3, le système de transport des services de la RDNIS doit disposer desfonctions suivantes:

– multiplexage de grandes variétés de signaux vidéo et audionumériques et de divers types de données afin que lessignaux puissent être transmis sur un seul canal et reçus distinctement par le récepteur;

– codage avec correction d'erreur facultative pour les signaux transmis sur différents types de canaux, afin qu'ilspuissent être reçus correctement dans diverses conditions de réception et en présence de bruit ou de brouillageintense;

– modulation des signaux numériques, intégrés sur un seul flux binaire comprenant aussi les codes correcteursd'erreur, par multiplexage, en utilisant les techniques de modulation et de diffusion sur la base des caractéristiquesde chaque canal de transmission;

– introduction de systèmes à accès conditionnel pouvant être utilisés pour chaque type de signaux numériques, enrecourant aux systèmes d'accès conditionnels spécifiques;

– technique d'accès aux données pour la technique de transport précitée permettant de recevoir facilement le serviceou le programme demandé du côté réception.


4.3 Techniques de multiplexage des services

On distingue deux techniques de base de multiplexage des services: la transmission structurée et la transmission parpaquets.

4.3.1 La transmission structurée

En transmission structurée, les données correspondant à chaque service sont placées dans des positions fixes de la tramede transmission. Cette technique présente les caractéristiques suivantes:

– elle permet la transmission optimale de chaque service, car elle assigne chaque service dans une partie de la trameet une position donnée correspondant au débit de transmission nécessaire;

– les données peuvent être facilement séparées, car les données peuvent être identifiées par leur position dans latrame;

– l'efficacité de transmission est élevée si le débit de transmission de chaque service est constant;

– elle présente de faibles possibilités d'extension, et il devient difficile de prendre en charge de nouveaux services unefois que le système a été spécifié.

4.3.2 La transmission par paquets

Un paquet comporte un en-tête et un champ de données pour chaque service. L'en-tête indique les attributs des données.En transmission par paquets, le paquet est placé arbitrairement dans la trame de transmission. Cette méthode présente lescaractéristiques suivantes:

– divers services peuvent être spécifiés avec un protocole de transmission commun et traités de la même façon;

– elle demande un traitement pour la séparation des données afin de sélectionner les paquets à extraire de tous lespaquets transmis;

– l'efficacité de transmission est élevée, car cette technique permet la transmission optimale de services à débitvariable, ce qui compense d'une certaine manière la place occupée par les préfixes liés à la présence des en-têtes despaquets;

– les nouveaux services peuvent être facilement ajoutés, ce qui signifie qu'elle offre une extensibilité et une souplesseélevées.

Pour obtenir un faible taux d'erreurs de transmission, les données transmises doivent être insérées dans la trame detransmission périodique. La trame doit avoir un code de synchronisation de trame qui est suffisamment long pour lerétablissement rapide et fiable de la synchronisation. Le niveau d'entrelacement, la technique permettant de rendrealéatoire les signaux de transmission, et les systèmes de correction d'erreur doivent être choisis sur la base des besoinspropres de chaque système et les caractéristiques du canal de transmission.

4.4 Fonction d’identification de l’information

La RDNIS permet d'intégrer et de transmettre un grand nombre de services variés.

Ces fonctions soulignent l'importance des possibilités d'identification et d'indexation. Elles permettraient à l'utilisateur derecevoir, choisir et utiliser directement ou stocker automatiquement et extraire les informations nécessaires.

4.5 Autres aspects

Il est également prévu d'étudier d'autres aspects et de les associer de manière optimale, cela en vue de développer laRDNIS à savoir:

– le codage de la source,

– le codage du canal,

– la modulation numérique,

– l'accès conditionnel,

– le concept de récepteur universel.

5 Conclusion

La RDNIS devrait permettre d'inclure divers services tels les services multimédia, la télévision multicanal et la TVHD. Ilconvient d'étudier un modèle pratique, bien organisé, adapté à la mise en œuvre des futurs systèmes de radiodiffusion.


ANNEXE 1

Système de transmission de RDNIS par satellite

1 Définition du module

Les flux de transport MPEG-2 (MPEG-TS, transport stream) en provenance des multiplexeurs MPEG-2 sont appliquésà l'entrée du système et traités. Ce module exécute les opérations suivantes:

– transport combiné et mise en trame;

– codage externe avec code de correction d'erreur directe (CED) Reed Solomon (RS);

– randomisation pour la dispersion d'énergie;

– entrelacement;

– codage de contrôle de configuration de transmission et de multiplexage (TMCC, transmission and multiplexingconfiguration control) et codage de canal;

– insertion de salves permettant la récupération de porteuse lorsque le rapport C/N est faible;

– codage de CED interne (codage en treillis ou codage convolutif);

– modulation.

Ces opérations sont décrites dans la Fig. 1.

Rap 1227-01

Codage externe(RS)

Combineurde transport

Dispersiond'énergie

Entrelacement Codageinterne

MPEG-TS1MPEG-TS2

Codagedes données

TMCC

Données 1 TMCCDonnées 2 TMCC

Codagede canalTMCC

Modulation

Insertiondes

salves

FIGURE 1

Schéma fonctionnel du système de transmission

FIGURE 1227-01 = 6 CM

2 Combineur de transport

2.1 Structure de trame

Le combineur de transport accepte en entrée un maximum de 8 flux MPEG-TS provenant de multiplexeurs MPEG-2 etconstruit une trame constituée de 48 paquets TS comportant des bits de parité externes. Une supertrame est constituée de8 trames conformément au code de contrôle déterminé à partir des informations fournies par les multiplexeurs MPEG-2.Chaque rangée d'une trame est appelée «intervalle». Le combineur de transport remplace le mot de synchronisationMPEG-2 (à savoir 0 × 47) au début de chaque paquet par des mots de synchronisation de trame, des mots desynchronisation de supertrame et les mots de contrôle TMCC.

Le combineur de transport génère aussi une impulsion de synchronisation de trame (FP, frame sync pulse) et uneimpulsion de synchronisation de supertrame (SF, super-frame sync pulse) qu'il distribue aux différents processus. LaFig. 2 décrit la structure de trame.


Rap 1227-02

Supertrame

FIGURE 2

Structure de trame

204 octets 204 octets 204 octets

188 octets 188 octets 188 octetsUn ou plusieurs

paquets MPEG-TS

Codage externeCode RS (204,188)

Structure detrame

Randomisation pour la dispersion d'énergieentrelacement sauf pour le bit de synchronisation

Mot de synchronisationde trame

TMCC

Mot de synchronisationde trame

Remplacer le mot de synchronisation MPEG-2 (c'est-à-dire 47h)par des mots de synchronisation de trame et de supertrameet des mots TMCC.

187 octets1 octet 16 octets

Intervalle N° 1

Intervalle N° 3Intervalle N° 4

Intervalle N° 10

Intervalle N° 48

Entrelaceur

Trame N° 8

Trame N° 7

Trame N° 6

Trame N° 5

Trame N° 4

Trame N° 3

Trame N° 2

Trame N° 1

Intervalle N° 2

Intervalle N° 5

Intervalle N° 11Intervalle N° 12

N° 1N° 2N° 3

N° 48

N° 1

N° 2

N° 2

N° 1 N° 48

N° 48

FIGURE 1227-02 = 22 CM


2.2 Affectation des intervalles

Lorsque plusieurs schémas de modulation sont utilisés sur une même porteuse, les intervalles associés à chacun de cesschémas de modulation sont placés dans la trame par ordre décroissant de taux d'utilisation des fréquences (exempleMDP-8 CT (MDP-8 à code en treillis) → MDP-4(3/4) → MDP-4(1/2) → MDP-2(1/2)).

Dans chaque trame, les données de programme transmises en MDP-8 CT occupent des intervalles précis, et peuventoccuper tous les intervalles qui leur ont été attribués. En revanche, les données de programme transmises en MDP-4 avecun débit de code interne n/m disposent de m intervalles précis dans la trame et peuvent occuper n intervalles parmi lesm attribués. Ainsi, quatre intervalles par trame sont attribués aux données de programme transmises en MDP-2 avec undébit de code interne 1/2 et ces données peuvent occuper un intervalle sur les quatre attribués, les trois autres intervallesétant des intervalles vides. Les intervalles vides servent à éviter les variations de la fréquence d'horloge de traitementdans les trames (voir la Fig. 3).

Rap 1227-03

1

46

47

48

46

47

48

44

45

1

46

47

48

44

45

1

Intervalle vide

Intervalle vide

Intervalle vide

MDP-8 CT

MDP-8 CT

a) MDP-8 CT + MDP-4 (r = 1/2)

MDP-8 CT

c) MDP-8 CT + 2 MDP-4 (r = 1/2)

MDP-4 (r = 1/2)

MDP-2 (r = 1/2)

b) MDP-8 CT + MDP-2 (r = 1/2)

MDP-4 (r = 1/2)

MDP-4 (r = 1/2)

FIGURE 3

Exemple d’affectation des intervalles

Intervalle vide

Intervalle vide

Intervalle vide

FIGURE 1227-03 = 9 CM

3 Code externe

Un codage RS raccourci (204,188, T = 8) est appliqué à chaque paquet de transport (188 octets). Ce codage peut êtreeffectué par un codeur (255,239) après adjonction de 51 octets «0» devant les octets d'information, ces octets nuls sontéliminés après le codage RS.

– polynôme générateur du code: g(x) = (x + λ0) (x + λ1) (x + λ2) … (x + λ15), dans lequel λ = 02h

– polynôme primitif: p(x) = x8 + x4 + x3 + x2 + 1.


4 Randomisation

La dispersion d'énergie s'effectue au moyen d'une séquence binaire pseudo-aléatoire (PRBS, pseudo-random binarysequence) dont le polynôme générateur est:

1 + x14 + x15

Le chargement de la séquence «100101010000000» dans les registres PRBS commence au deuxième octet de chaquesupertrame comme indiqué dans la Fig. 4.

La séquence PRBS est ajoutée aux données de chaque intervalle sauf au premier octet de chaque intervalle. Pour cetoctet, la production de cette séquence n'est pas interrompue mais la sortie du générateur PRBS est neutralisée, la valeurde cet octet n'est donc pas modifiée.

Comme tous les schémas de modulation, à l'exception de la MDP-8 CT, utilisent des intervalles vides, la randomisationporte aussi sur ces intervalles vides.

Rap 1227-04

1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0

X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 X13 X14 X15

188 octets

204 octets

1 supertrame

Paquets MPEG-TS

Codage externeRS (204,188)

Impulsion desupertrame

Porte derandomisation

Randomisation active active active active active

FIGURE 4

Schéma fonctionnel d'un randomiseur

Initialisation Initialisation

Données dePN

inactive inactive inactive inactiveinactive

PN : pseudo-bruit (pseudo-noise)

OU-EXCLUSIF

FIGURE 1227-04 = 12 CM

5 Entrelacement

Les blocs subissent un entrelacement matriciel de 8 × 203 octets conformément au schéma décrit à la Fig. 5. L'entrela-cement ne s'applique pas au premier octet de l'intervalle. Le dispositif d'entrelacement écrit 203 octets dans le ie inter-valle de toutes les trames constituant la supertrame, qu'il place ensuite horizontalement dans la matrice d'entrelacement.Le dispositif d'entrelacement lit les données tous les 203 octets dans la matrice verticalement et replace les données dansles intervalles. Le Tableau 1 représente les adresses d'écriture/lecture dans le ie intervalle.


Rap 1227-05

178 179 – – – 203

1 2 – – 25 2612

i

12

i

12

i

12

i

12345678

12

i

12

i

12

i

12

i

Avantentrelacement

203 octets

203 octets

203 octets

Ecriture

Matriced’entrelacement

Lecture

tous les 203 octets

1ère trame

3e trame

2e trame

8e trame

1ère trame

3e trame

2e trame

8e trame

Aprèsentrelacement

FIGURE 5

Schéma d'entrelacement

FIGURE 1227-05 = 12 CM


TABLEAU 1

Adresse d'écriture/lecture du ie intervalle

Adresses d'écriture du ie intervalle (trame – octet)

Adresses de lecture du ie intervalle (trame – octet)

6 TMCC

6.1 Récapitulatif

La partie TMCC de chaque trame comporte l'information TMCC (8 octets) précédée d'un mot TAB1 de 2 octets et suivied'un mot TAB2 de 2 octets également. Ces mots TAB1 et TAB2 sont des mots de synchronisation. La trame detransmission se compose donc de la partie TMCC suivie de la partie signal principal.

La première trame attribue le mot de synchronisation W1 qui précède l'information TMCC et le mot W2 qui la suit.

W1 est le mot de synchronisation de la trame de transmission et W2 est l'identificateur de la trame de tête d'unesupertrame. De la 2e à la 8e trame, l'information TMCC est délimitée par les mots W1 (devant) et W3 (derrière). Le motW3 est lié au mot W2 par la relation W3 = !W2 (inversion binaire de W2). La fin de l'information TMCC correspond àla fin de la transmission d'une supertrame.

Les bits de parité sont ajoutés dans les 7e et 8e trames.

Les mots de synchronisation sont attribués comme suit:

W1: 0×1B95 W2: 0×A340 W3: 0×5CBF (W3 = !W2)

w1: 0×ECD28 w2: 0×0B677 w3: 0×F4988 (w3 = !w2)

Ici, W1, W2 et W3 sont les mots de synchronisation avant convolution et w1, w2 et w3 les mots de synchronisationaprès convolution.

1er octet 2e octet 203e octet

1ère trame : 1-1 1-2 … 1-203

2e trame : 2-1 2-2 … 2-203

3e trame : 3-1 3-2 … 3-203

4e trame : 4-1 4-2 … 4-203

5e trame : 5-1 5-2 … 5-203

6e trame : 6-1 6-2 … 6-203

7e trame : 7-1 7-2 … 7-203

8e trame : 8-1 8-2 … 8-203

1er octet 2e octet 203e octet

1ère trame : 1-1 2-1 … 3-262e trame : 4-26 5-26 … 6-513e trame : 7-51 8-51 … 1-774e trame : 2-77 3-77 … 4-1025e trame : 5-102 6-102 … 7-1276e trame : 8-127 1-128 … 2-1537e trame : 3-153 4-153 … 5-1788e trame : 6-178 7-178 … 8-203

10 Rap. UIT-R BO.1227-2

Rap 1227-06

W1 (TAB1)

W1 (TAB1)

W1 (TAB1)

W1 (TAB1)

W1 (TAB1)

W1 (TAB1)

W1 (TAB1)

W1 (TAB1)

W2 (TAB2)

W3 (TAB2)

W3 (TAB2)

W3 (TAB2)

W3 (TAB2)

W3 (TAB2)

W3 (TAB2)

W3 (TAB2)

TMCC

FIGURE 6

Structure de la supertrame

1ère trame

2e trame

3e trame

4e trame

5e trame

6e trame

7e trame

8e trame

Information TMCC

Parité

Parité

Signal principal + salve

Signal principal

2 octets 8 octets 2 octets

W1: 0×1B95 W2: 0×A340 W3: 0×5CBF(W3 = !W2)W1: pour la synchronisation de trame W2: pour l'identification de supertrame

Plage de codage RS (64,48)








Information TMCC

Information TMCC

Information TMCC

Information TMCC

Information TMCC

FIGURE 1227-06 = 9 CM

6.2 Format de l’information TMCC

L'information TMCC occupe une longueur fixe de 384 octets, elle contient des données relatives au schéma d'attributionet de transmission des flux de transport pour chaque intervalle de transmission.

Lorsque le schéma de transmission est modifié, la nouvelle information TMCC est transmise à 2 supertrames avant quela modification ne devienne effective. Ainsi, l'intervalle de temps minimal de renouvellement de l'information TMCC estde deux supertrames. Pour garantir la bonne réception de cette information de contrôle, le récepteur doit toujours vérifierl'information TMCC. Le format de l'information TMCC est donné à la Fig. 7. Chaque élément d'information TMCC estdécrit ci-après.

Rap 1227-07

5 bits 40 bits 144 bits 128 bits 5 bits 62 bits

FIGURE 7

Format de l’information TMCC

Ordre demodification

Informationmode de

transmission/intervalle

InformationTS relatif/intervalle

Tableau deconversionTS relatif/

TS_ID

Information decontrôleémetteur/récepteur

Informationétendue

FIGURE 1227-07 = 5 CM

6.2.1 Ordre de modification

Cette information est incrémentée de «1» lorsque l'information TMCC est modifiée. Sa valeur revient à zéro après êtrepassée à 11111.

Rap. UIT-R BO.1227-2 11

6.2.2 Information mode de transmission/intervalle

Le mode de transmission décrit l'association du schéma de modulation et du code interne comme indiqué dans leTableau 2. Il permet d'attribuer les modes de transmission 1 à 4 correspondant à l'ordre des modes de transmission dansle signal principal (conformément au schéma de modulation avec le nombre de phases et le système de codage interneavec une efficacité élevée). Lorsque le nombre de schémas de modulation est inférieur à 4, l'information mode detransmission correspondante est «1111».

Rap 1227-08

4 bits 4 bits 6 bits 6 bits 4 bits 6 bits4 bits6 bits

FIGURE 8

Format de l’information mode de transmission/intervalle

Mode detransmission 1

Nombred’intervalles

attribuéspour le

mode detransmission 1


Nombred'intervalles

attribuéspour le


Nombred'intervalles

attribuéspour le



Nombred'intervalles

attribuéspour le



FIGURE 1227-08 = 5 CM

TABLEAU 2

Mode de transmission

Le nombre d'intervalles attribué est le nombre d'intervalles vides attribués pour le mode de transmission indiqué dans lechamp qui précède le champ contenant ce nombre. En ce qui concerne le nombre d'intervalles attribué à chaque mode detransmission, il faut s'assurer que le nombre total d'intervalles attribué simultanément dans une trame, soit égal à 48 sil'on considère la taille des unités d'intervalle de combinaison minimal (voir le Tableau 3).

Valeur Mode de transmission

0000 Réservé

0001 MDP-2(1/2)

0010 MDP-4(1/2)

0011 MDP-4(2/3)

0100 MDP-4(3/4)

0101 MDP-4(5/6)

0110 MDP-4(7/8)

0111 MDP-8 CT(2/3)

1000-1110 Réservé

1111 Non attribué

12 Rap. UIT-R BO.1227-2

TABLEAU 3

Taille des unités d'intervalle de combinaison minimal associéà chaque mode de transmission

6.2.3 Information TS relatif/intervalle

L'information TS relatif/intervalle indique la relation entre le flux TS réel assigné et la position de l'intervalle. Cetteinformation est transmise en séquence dans chaque intervalle depuis l'intervalle 1.

Le numéro de TS relatif occupe 3 bits afin de pouvoir transmettre 8 flux TS au maximum dans une porteuse modulée.

Rap 1227-09

FIGURE 9

Format de l’information TS relatif/intervalle

Numéro TSrelatif attribué

pour l'intervalle 1


pour l'intervalle 2


pour l'intervalle 3


pour l'intervalle 47


pour l'intervalle 48

3 bits 3 bits 3 bits 3 bits 3 bits

FIGURE 1227-09 = 5 CM

6.2.4 Tableau TS relatif/TS_ID

Le tableau de correspondance TS relatif/TS_ID est utilisé lorsque le numéro relatif de flux TS est converti enidentificateur TS_ID du système MPEG-2.

Mode detransmission

Unité d'intervalle decombinaison minimal

Nombre d'intervalleseffectifs

Nombre d'intervallesvides

MDP-2(1/2) 4 1 3

MDP-4(1/2) 2 1 1

MDP-4(2/3) 3 2 1

MDP-4(3/4) 4 3 1

MDP-4(5/6) 6 5 1

MDP-4(7/8) 8 7 1

MDP-8 CT(2/3) 1 1 0

Rap. UIT-R BO.1227-2 13

Rap 1227-10

FIGURE 10

Format du tableau TS relatif/TS_ID

TS_IDcorrespondant au

numéro de TSrelatif 0









16 bits 16 bits 16 bits 16 bits 16 bits

FIGURE 1227-10 = 5 CM

6.2.5 Information de contrôle émetteur/récepteur

L'information de contrôle émetteur/récepteur est transmise comme signal de commande destiné à activer le récepteur encas de diffusion d'avis d'alerte ou comme signal de commande de liaison montante.

Rap 1227-11

FIGURE 11

Format de l'information de contrôle émetteur/récepteur

Signal de contrôle d'activation(utilisé pour la diffusion

d'avis d'alerte)

Signal de contrôle deliaison montante

1 bit 1 bit

FIGURE 1227-11 = 5 CM

6.2.6 Information d’extension

L'information d'extension sert à l'extension future du TMCC. En cas d'extension, l'indicateur d'extension sera mis à «1»et le champ d'extension de 61 bits qui le suit sera rempli par les informations utiles. Lorsque cet indicateur sera misà «0», le champ d'extension sera rempli par des «1».

Rap 1227-12

FIGURE 12

Format de l’information d’extension

Indicateur d’extension Champ d’extension

1 bit 61 bits

FIGURE 1227-12 = 5 CM

6.3 Code externe pour le TMCC

– Code RS (64,68)

– Codage par supertrame

14 Rap. UIT-R BO.1227-2

– TAB1 et TAB2 ne sont pas codés

– Le code RS (64,68) découle du code RS (255,239).

191 zéros sont ajoutés aux données d'entrée: après codage ces zéros sont supprimés

– Polynôme générateur du code: g(x) = (x + λ0) (x + λ1) (x + λ2) … (x + λ15), dans lequel λ = 02h

– Polynôme primitif: p(x) = x8 + x4 + x3 + x2 + 1.

6.4 Dispersion d'énergie pour le TMCC

La dispersion d'énergie est une opération qui suit le codage RS et précède le codage convolutif. Le générateur de PN, estactif à partir du 3e octet de la supertrame et fonctionne librement pendant la phase mots synchronisés, phase pendantlaquelle le signal PN n'est pas ajouté. Ce système est décrit à la Fig. 14.

L'équation de la dispersion d'énergie est la suivante:

– polynôme générateur: 1 + x14 + x15

– valeur initiale des registres: (100101010000000).

Rap 1227-13

FIGURE 13

Localisation de la fonction de dispersion d'énergie

InformationTMCC ConvolutionCodage RS Dispersion d'énergie

FIGURE 1227-13 = 5 CM

Rap 1227-14

W1 TMCC W2 W1 TMCC W3 W1 TMCC W3

FIGURE 14

Ajout de la dispersion d'énergie

Flux binairesynchronisationet TMCC

Porte d’ajoutdu PN

Débutdu PN

PN

FIGURE 1227-14 = 6 CM

7 Salve

Afin de pouvoir recevoir les signaux TMCC et le signal principal à l'exception de la MDP-8, même lorsque lerapport C/N est mauvais, une salve de 4 symboles est insérée tous les 203 symboles du signal principal. La salve est unsignal MDP-2 randomisé défini comme suit:

– 9e PN (Gpn = x9 + x4 + 1, valeur initiale (111101101)).

– Réinitialisation par trame.

– Le générateur PN n'est pas actif pendant les salves.

Rap. UIT-R BO.1227-2 15

Le schéma de la Fig. 16 illustre la production de salves au moyen du générateur PN. Comme le registre se trouve dansl'état qui suit immédiatement l'envoi d'une impulsion de réinitialisation, l'opérateur OU EXCLUSIF délivre à sa sortie lepremier symbole de la salve dans les trames.

Rap 1227-15

TMCC

FIGURE 15

Multiplexage des salves et chronogramme de génération du PN

Stucture dusignal

Production PNd'impulsions activée

Réinitialisationd'impulsion

1 trame

Données Données Données Données

192symboles

203symboles

203symboles

203symboles

203symboles

4 symboles4 symboles4 symboles 4 symboles

FIGURE 1227-15 = 6 CM

Rap 1227-16

X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9

1111111 00

FIGURE 16

Générateur de PN pour les salves

Donnéesde PN

OU-EXCLUSIF

FIGURE 1227-16 = 6 CM

8 Code interne

8.1 Signal principal

Le code interne à appliquer au signal principal peut être choisi parmi les codes suivants:

– code en treillis (r = 2/3) pour la MDP-8;

– code convolutif pour la MDP-4 (r = 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8),(r = 1/2 (code d'origine): longueur de contrainte = 7, polynôme générateur: 171, 133 octal).

Les codes dont les taux sont 2/3, 3/4, 5/6 et 7/8 sont perforés à partir du polynôme générateur d'origine;

– code convolutif pour la MDP-2 (r = 1/2): longueur de contrainte = 7, polynôme générateur: 171, 133 octal.

16 Rap. UIT-R BO.1227-2

Le codeur convolutif est représenté à la Fig. 17. Les bits de sortie C0 et C1 sont produits à partir du flux binaired'entrée B0. Le terme D correspond au temps de propagation d'un bit et les opérateurs exécutent une addition modulo 2.Pour le code convolutif, ces bits de sortie sont directement convertis en MDP-4 et en MDP-2 respectivement, commeindiqué dans les Fig. 18 et 19. Pour la MDP-8 CT, un autre bit (B1) est utilisé pour la conversion en MDP-8.

Rap 1227-17

C2

C1

C0

B1

B0 D D D D D D

171 octal

133 octal

FIGURE 17

Codeur treillis/convolutif

FIGURE 1227-17 = 6 CM

La Fig. 18 représente le système de conversion perforée pour les signaux MDP-4. Le Tableau 4 est le tableau deconversion perforée. La phase perforation de chaque code concorde avec le début du premier intervalle attribué.

Rap 1227-18

C1C0

P1P0

01 00

11 10 = (P1, P0)Perforé

FIGURE 18

Conversion MDP-4

MDP-4

FIGURE 1227-18 = 6 CM

8.2 TMCC

Le code interne appliqué aux données TMCC utilise:

– un code convolutif pour la MDP-2 (r = 1/2): longueur de contrainte = 7, polynôme générateur: 171, 133 octal.

Le codeur convolutif est représenté à la Fig. 17, il reçoit en entrée les bits B0 et délivre en sortie les bits C0 et C1.

Ces bits de sortie sont directement convertis en MDP-2.

Rap. UIT-R BO.1227-2 17

TABLEAU 4

Séquence de perforation

(P1 et P0 sont produits à partir de signaux d'entrée par la séquence de perforation)

9 Schéma de modulation

9.1 Signal principal

Le schéma de modulation utilisé pour le signal principal peut être choisi parmi les codes suivants:

– MDP-8 CT (r = 2/3, code pragmatique);

– MDP-4 à code convolutif (r = 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8);

– MDP-2 à code convolutif (r = 1/2).

Lorsque plusieurs schémas de modulation sont utilisés simultanément dans la même trame de transmission, ces schémassont disposés par ordre croissant d'efficacité spectrale.

9.2 TMCC

Le schéma de modulation appliqué aux données TMCC est la MDP-2 à code convolutif (r = 1/2).

Entrée C1(133) X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9

C0(171) Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9

1/2 Séquence O O O O O O O O OPerforation O O O O O O O O O

P1 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9

P0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9

2/3 Séquence O O O O O O O O OPerforation O X O X O X O X O

P1 X1 Y3 X4 X5 Y7 X8 X9

P0 Y1 X2 X3 Y5 X6 X7 Y9

3/4 Séquence O O X O O X O O XPerforation O X O O X O O X O

P1 X1 Y3 X4 Y6 X7 Y9

P0 Y1 X2 Y4 X5 Y7 X8

5/6 Séquence O O X O X O O X OPerforation O X O X O O X O X

P1 X1 Y3 Y5 X6 Y8 Y10

P0 Y1 X2 X4 Y6 X7 X9

7/8 Séquence O O O O X O X O OPerforation O X X X O X O O X

P1 X1 X3 Y5 Y7 X8 X10

P0 Y1 X2 X4 X6 Y8 X9

O: bit de transmission, X: bit supprimé

18 Rap. UIT-R BO.1227-2

9.3 Conversion des symboles

La conversion des symboles pour chaque schéma de modulation est représentée à la Fig. 19. La définition de chaque bitest identique à celle de la Fig. 17. Pour la MDP-2, les bits codés C0 et C1 sont convertis dans cet ordre après conversionparallèle/série.FIGURE 1227-19 = 10 CM

Rap 1227-19

01 00

11 10 = (P1, P0)

010 001

101 110

100 000

011

111 = (C2, C1, C0)

1 0 = (C0/C1)

FIGURE 19

Conversion des symboles correspondant aux divers schémas de modulation

MDP-4

MDP-2

MDP-8

9.4 Taux de décroissance

Au niveau du modulateur, on utilise pour le modelage de spectre:

– la racine carrée du cosinus biaisé,

– un taux de décroissance: 0,35,

– une égalisation d'ouverture en x/sin(x) pour le filtre d'émission.

ANNEXE 2

Production du signal de transmission et résultats des expériencesde RDNIS effectuées au Japon

La Fig. 20 illustre un exemple de traitement du signal dans le système. La position absolue dans une trame, appeléeintervalle, est une unité attribuée à chaque paquet conformément au schéma de modulation. La figure correspond au casoù 46 intervalles sont assignés à la MDP-8 CT et un intervalle à la MDP-4 (r = 1/2). Un intervalle vide, qui n'est pasutilisé pour la transmission de données, est attribué ici afin de disposer d'un traitement en bande de base constantlorsqu'on utilise simultanément des schémas de modulation de moindre efficacité spectrale. On suppose la présence dedeux flux de transmission MPEG-TS.

Les flux MPEG-TS sont combinés en un seul flux binaire et codés selon un code CED externe RS (204,188). Chaquetrame se compose de 48 intervalles, et 8 trames constituent une supertrame ce qui permet de définir la durée de ladispersion d'énergie et l'entrelacement. Dans certains cas, le schéma de modulation peut varier d'une supertrame à l'autre.

Rap. UIT-R BO.1227-2 19

Rap 1227-20

TS2

TS1

2

22

2RS (64,48)

P/S

FIGURE 20

Exemple de système de production du signal de transmission

N° 1

N° 2

N° 2

N° 1 N° 48

N° 48

188 octets 188 octets

188 octets 188 octets188 octets

188 octets 188 octets

204 octets204 octets204 octets

Plusieurs fluxMPEG-TS

synchronisés

Addition de paritéRS (204,188)

Production des trames

N° 1N° 2N° 3N° 4N° 5N° 6

N° 46N° 47N° 48

Entrela-cement

(par inter-valle, duréed'une super-

trame)


(durée d'une supertrame)

Codeurconvolutif

Synchroniseur, TMCC


ConversionMDP-2

SalveMDP-2

ConversionMDP-4

ConversionMDP-8

Multiplex temporel/modulation orthogonale

SynchroniseurTMCC

(MDP-2)

Salve derécupérationde la porteuse

(MDP-2)

Signalprincipal(MDP-8)

Synchroniseur, TMCC

1/8 données à partir de l'intervalle N° 2 entrelacé

192 symboles 203 symboles

Intervalle N° 47MDP-4 (r = 1/2)

Intervalle N° 46MDP-8 CT



Intervalle N°1MDP-8 CT

SyncTMCC

Durée de symboles d'une trame (8e)

SyncTMCC





Intervalle N° 47MDP-4 (r = 1/2)

Durée de symboles d'une trame (8e)

IntervalleN° 1 - N° 46

IntervalleN° 47

Vide

MDP-4 (r = 1/2)

MDP-8 CTMDP-8 CTMDP-8 CTMDP-8 CT

MDP-8 CT

MDP-8 CT

MDP-8 CT

Signalprincipal(MDP-4)

203 octetsTrame 1

Trame 2

Trame 8

FIGURE 1227-20 = 23 CM

Par ailleurs, les mots de synchronisation et les données TMCC sont traitées séparément par rapport au signal principal.Les mots de synchronisation sont utilisés pour la synchronisation des trames et des supertrames. Le premier octet de

20 Rap. UIT-R BO.1227-2

chaque paquet, qui est le mot de synchronisation d’origine 0 × 47 des paquets MPEG-TS, est remplacé par plusieurs motsde synchronisation et le signal TMCC. Après démodulation, cet octet est de nouveau remplacé par le mot de synchro-nisation d'origine des paquets MPEG-TS. La protection du signal TMCC est assurée au moyen d'un code RS (64,48).

Le flux binaire des mots de synchronisation, du signal TMCC et du signal principal est appliqué à l'entrée d'un codeurconvolutif. Le signal de sortie de ce codeur est ensuite appliqué à un convertisseur de modulation adapté aux schémas demodulation utilisés.

Un signal en rafale est inséré au multiplexeur temporel afin de pouvoir récupérer la porteuse de manière stable mêmelorsque le rapport C/N est mauvais.

Les résultats des expériences effectuées au Japon sur le système RDNIS décrit dans l'Annexe 1 sont donnés à la Fig. 21.Ces résultats montrent qu'il est possible de recevoir deux programmes de TVHD. En outre, il est possible de recevoirdans les modes 2 et 3 des programmes radiophoniques lorsque le rapport C/N est très mauvais.

Rap 1227-21

(Mbit/s)(MBd)

Débit maximum d'information (1)Débitde symboles

Schéma de modulation (2)

MDP-8 TC

MDP-4 (r = 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8),

MDP-2 (r = 1/2)

40,044

48,786

52,170

22,152

26,988

28,860

(1) Lorsque tous les intervalles sont attribués pour la MDP-8 CT.(2) 4 schémas de modulation peuvent être choisis parmi les schémas indiqués.

a) Systèmes donnés à titre d'exemple

Mode 3

TS1MDP-8 CT

18 intervallesTVHD

(18 Mbit/s)

TS2MDP-8 CT

24 intervallesTVHD

(22 Mbit/s)+ son

TS1

Mode 2

TS1MDP-8 CT

20 intervallesTVHD

(20 Mbit/s)

TS2MDP-8 CT

24 intervallesTVHD

(22 Mbit/s)+ son

TS1

Mode 1

TS1MDP-8 CT

24 intervallesTVHD

(22 Mbit/s)+ son

TS2MDP-8 CT

24 intervallesTVHD

(22 Mbit/s)+ son

b) Structure de trame expérimentale (26,988 MBd)

Vide TS1MDP-2 (r = 1/2)1 intervalle, son

TS1MDP-4 (r = 1/2)1 intervalle, son

Schéma de modulation

MDP-8 CTMDP-4 (r = 1/2)MDP-2 (r = 1/2)

C/N limite pour le service

Environ 11 dBEnviron 4 dBEnviron 1 dB

c) Performance

FIGURE 21

Exemple de système et récapitulatif des résultats expérimentaux

FIGURE 1227-21 = 20 CM

Rap. UIT-R BO.1227-2 21

ANNEXE 3

Comparaison entre des systèmes de radiodiffusion multiprogrammepar satellite et le système RDNIS

Le Tableau 5 est un tableau comparatif, dans le cadre des services multimédias perfectionnés, des systèmes deradiodiffusion multiprogramme par satellite décrits dans la Recommandation UIT-R BO.1294.

TABLEAU 5

Tableau comparatif des systèmes numériques multiprogramme et la RDNIS

Système A Système B Système C RDNIS

Schéma de modulation MDP-4 MDP-4 MDP-4 MDP-8 CT, MDP-4,MDP-2

Débit de symboles(MBd)

Non spécifié Fixe20

Variable19,5 et 29,3

22,15226,98828,860

Largeur de bandenécessaire (à –3 dB)

(MHz)

Non spécifié 20 19,5 et 29,3 27/33/36(99% de l'énergie

dans la bande)

Taux de décroissance 0,35(cosinus biaisé)

0,2(cosinus biaisé)

0,55 et 0,33(filtre de Butterworth

du 4e ordre)

0,35(cosinus biaisé)

CED (Code externe) RS (204,188) RS (146,130) RS (204,188) RS (204,188)

CED(Code interne)

Convolutif Convolutif Convolutif Convolutif,à treillis

(MDP-8: TCM 2/3)

Longueur de contrainte K = 7 K = 7 K = 7 K = 7

Débit de code interne 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8 1/2, 2/3, 6/7 1/2, 2/3, 3/4, 3/5, 4/5,5/6, 5/11, 7/8

1/2, 3/4, 2/3, 5/6, 7/8

Dispersion d'énergie PRBS: 1 + x14 + x15 PRBS:1 + x + x3 + x12 + x16

PRBS: 1 + x14 + x15

Réinitialisation d'horloge Avant le codeur RS Après le codeur RS Après le codeur RS

Entrelacement Convolutif(profondeur = 12)

Bloc (profondeur = 8)

Contrôle de transmission TMCC

Structure de la trame 48 intervalles/trame8 intervalles/supertrame

Taille des paquets (octets) 188 130 188 188

Couche Transport MPEG-2 Non MPEG MPEG-2 MPEG-2

Documents

1 Introduction 2 Le concept de la RDNIS - ITU · 2005-03-16 · 4 Rap. UIT-R BO.1227-2 ANNEXE 1 Système de transmission de RDNIS par satellite 1 Définition du module Les flux de